Termodinamski potencial
Termodinámski potenciál je takšna termodinamska spremenljivka, definirana tako, da je njen odvod po prostornini nasprotno enak tlaku. V stanju termodinamskega ravnovesja doseže termodinamski potencial ekstremno vrednost.
Vpeljava termodinamskega potenciala
urediTermodinamski potencial je definiran analogno s potencialom v mehaniki. Naj F(x) označuje konzervativno silo, odvisno le od lege x. Delo te sile se lahko zapiše kot zmanjšanje neke funkcije U(x), ki se imenuje potencialna energija te sile:
Silo F se lahko tedaj izrazi kot:
V termodinamiki igra vlogo sile tlak p, vlogo lege x pa prostornina V. Termodinamski potencial se po analogiji vpelje kot takšno funkcijo, da je odvod termodinamskega potenciala po prostornini enak tlaku z nasprotnim predznakom.
Adiabatni proces
urediPri adiabatnih procesih igra vlogo termodinamskega potenciala notranja energija Wn:
Naravni spremenljivki tega potenciala sta entropija S in prostornina V. Odvodu notranje energije po entropiji pri stalni prostornini ustreza temperatura T, odvodu notranje energije po prostornini pri konstantni entropiji pa tlak p:
Izotermni proces
urediPri izotermnih procesih igra vlogo termodinamskega potenciala prosta energija F:
Prosto energijo povezuje z notranjo energijo Legendrova transformacija:
Naravni spremenljivki tega potenciala sta temperatura T in prostornina V. Odvodu proste energije po temperaturi pri stalni prostornini ustreza entropija S, odvodu proste energije po prostornini pri konstantni temperaturi pa tlak p: